人工智能背景下課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的實(shí)踐路徑

蘇萌

【摘 要】人工智能（Artificial Intelligence，AI）是研究、開發(fā)用于模擬和延伸人類智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)。2018年，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，提出要推動(dòng)人工智能在教學(xué)、管理等方面的全流程應(yīng)用，利用智能技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革。AI賦能的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)能夠提供準(zhǔn)確、客觀的數(shù)據(jù)和分析，幫助教師優(yōu)化教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。未來需要進(jìn)一步研究評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建、加強(qiáng)個(gè)性化反饋以及探索發(fā)展性教育模式，以推動(dòng)人工智能在課堂教學(xué)評(píng)價(jià)中的深度發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】人工智能；課堂教學(xué)評(píng)價(jià)；學(xué)習(xí)行為

【中圖分類號(hào)】G434? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2023）09-076-02

教學(xué)案例描述

本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容是人教版數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)中的“四邊形內(nèi)角和”一節(jié)。本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)是幫助四年級(jí)學(xué)生理解四邊形內(nèi)角和的概念，并培養(yǎng)他們創(chuàng)造性解決問題的能力。教師意識(shí)到使用傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法難以準(zhǔn)確評(píng)估每位學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和掌握程度，因此，在本節(jié)課教學(xué)過程中引入AI賦能的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，以更全面地了解學(xué)生在探究四邊形內(nèi)角和問題中的表現(xiàn)。

教師引導(dǎo)學(xué)生明確四邊形內(nèi)角和的概念后，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立探究，再共同討論最優(yōu)解決方法，最終確定以簡(jiǎn)便準(zhǔn)確的“分一分”的方式來求解四邊形內(nèi)角和。通過信息技術(shù)與課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的有機(jī)結(jié)合，AI賦能的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)能夠及時(shí)獲得學(xué)生在探究過程中的表現(xiàn)數(shù)據(jù)。教師獲得了更全面的數(shù)據(jù)反饋，能夠針對(duì)學(xué)生的個(gè)性化需求進(jìn)行教學(xué)優(yōu)化。學(xué)生也因此獲得了更具挑戰(zhàn)性和拓展性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，加強(qiáng)了對(duì)四邊形內(nèi)角和相關(guān)知識(shí)的理解和掌握。

AI技術(shù)與課堂教學(xué)的評(píng)價(jià)

課堂是教育教學(xué)的第一陣地，課堂教學(xué)評(píng)價(jià)是評(píng)估教學(xué)質(zhì)量的重要方法和手段[1]。在完成這次教學(xué)設(shè)計(jì)及課堂教學(xué)前，我經(jīng)歷了幾次AI賦能課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的過程，從中也獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和深刻的體會(huì)。

1.AI技術(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)

AI賦能的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)運(yùn)用了先進(jìn)的技術(shù)，包括語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)算法等。在本次四邊形內(nèi)角和的課例中，AI系統(tǒng)通過多種技術(shù)分析教師和學(xué)生的口頭表達(dá)和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，評(píng)估教學(xué)過程，并提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)分析報(bào)告。AI系統(tǒng)可以幫助教師全面了解課堂教學(xué)情況、教學(xué)能力和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，促使教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)教學(xué)方式，從而提高課堂效率和教學(xué)質(zhì)量。該AI系統(tǒng)的運(yùn)作原理如下。

（1）評(píng)估教學(xué)設(shè)計(jì)能力

AI賦能教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)在教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對(duì)教師的課堂教學(xué)能力提升產(chǎn)生了積極影響。AI系統(tǒng)下教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力是通過六個(gè)維度來評(píng)價(jià)的。針對(duì)此次教學(xué)設(shè)計(jì)的6個(gè)維度以及等級(jí)分別為：設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)=[3]等級(jí)、匹配學(xué)習(xí)活動(dòng)=[3]等級(jí)、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目標(biāo)=[4]等級(jí)、理解學(xué)生=[4]等級(jí)、選擇學(xué)習(xí)資源=[4]等級(jí)、理解教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)法=[4]等級(jí)。通過此系統(tǒng)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)，以及教師在不同維度上的努力和實(shí)踐，教師在本節(jié)課后能夠更好地理解教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生需求，設(shè)定明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，選擇適合的學(xué)習(xí)資源和活動(dòng)。

（2）語(yǔ)音、圖像識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用

語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)能夠準(zhǔn)確地捕捉教師授課的語(yǔ)言內(nèi)容，包括講解的知識(shí)點(diǎn)、教學(xué)策略和指導(dǎo)，可以分析教師和學(xué)生之間的口頭表達(dá)，理解授課內(nèi)容的有效性和學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解情況。自然語(yǔ)言處理也能評(píng)估課堂氛圍，包括學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度，為教學(xué)過程提供更全面的反饋。同時(shí)，圖像識(shí)別技術(shù)能夠感知課堂中的學(xué)生參與度和互動(dòng)情況，如學(xué)生舉手、小組活動(dòng)等，從而實(shí)時(shí)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。

例如，系統(tǒng)識(shí)別到在本節(jié)課中師生互動(dòng)時(shí)間占比22.45%、學(xué)生發(fā)言和獨(dú)立學(xué)習(xí)時(shí)間占比25.56%，這兩項(xiàng)比例最大，說明在師生更深入的學(xué)習(xí)交流中，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。教師講授時(shí)間占比為14.88%，占比適中，說明教師在課堂中對(duì)時(shí)間掌控合理，能夠根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度以及學(xué)生能力恰到好處地分配時(shí)間。同時(shí)這也有助于提高學(xué)生的活躍性以及互動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生更多地參與到課堂討論中來。

2.個(gè)性化學(xué)習(xí)反饋與提高教學(xué)效果

AI系統(tǒng)在個(gè)性化學(xué)習(xí)反饋方面發(fā)揮著重要的作用。

（1）監(jiān)測(cè)課堂活躍度

AI系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)情況，識(shí)別學(xué)生的學(xué)習(xí)差異，了解每位學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和需求。例如，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)本節(jié)課中在課前針對(duì)題目提出自己想研究的問題的環(huán)節(jié)，學(xué)生表現(xiàn)出較高的學(xué)習(xí)興趣和積極性，說明大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性很強(qiáng)，并有個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，學(xué)習(xí)動(dòng)力和投入力較強(qiáng)；個(gè)別同學(xué)對(duì)此問題沒有想法，教師也可以針對(duì)他進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)。而在教師提出“你們覺得研究哪個(gè)四邊形最有代表性、最有說服力”這個(gè)疑問時(shí)，學(xué)生活躍度較差，少數(shù)學(xué)生有自己的見解，說明大家對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解還較為薄弱，此類難度的問題大多數(shù)學(xué)生還需要教師進(jìn)一步引導(dǎo)，對(duì)于有見解的學(xué)生也可以進(jìn)行拔尖培養(yǎng)。

（2）監(jiān)測(cè)不同難度的問題設(shè)計(jì)

通過AI技術(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和水平進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估，教師便可以了解每個(gè)學(xué)生在解決不同難度問題時(shí)的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)程度。

例如，AI系統(tǒng)在問題設(shè)計(jì)與觀察數(shù)據(jù)中顯示，本節(jié)課中教師使用了各種類型的問題，尤其是單點(diǎn)結(jié)構(gòu)問題的使用頻率較高，拓展抽象結(jié)構(gòu)問題的使用較少。說明思維活動(dòng)數(shù)據(jù)顯示學(xué)生在記憶和理解方面的參與較多，但在應(yīng)用、分析和評(píng)價(jià)方面的參與較少。對(duì)于理解較慢的學(xué)生，可以提供更簡(jiǎn)單易懂的問題，幫助他們逐步掌握知識(shí)，確保不被落下；而對(duì)于學(xué)習(xí)較快的學(xué)生，可以給予更有挑戰(zhàn)性的問題，促使他們保持學(xué)習(xí)興趣，不斷進(jìn)階。通過個(gè)性化的問題設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)支持，每個(gè)學(xué)生都能夠在適合自己水平的學(xué)習(xí)環(huán)境中不斷進(jìn)步、發(fā)揮潛力，進(jìn)而培養(yǎng)出更具創(chuàng)新思維和問題解決能力的學(xué)生。

3.教學(xué)評(píng)一致促教師持續(xù)改進(jìn)

機(jī)器學(xué)習(xí)算法作為AI系統(tǒng)的核心，能夠通過大量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和分析，判斷教學(xué)過程的有效性和改進(jìn)方向，為教師提供準(zhǔn)確、客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的可比性和公正性。AI系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄課堂活動(dòng)，分析教師授課內(nèi)容、學(xué)生參與度和互動(dòng)情況，以及課堂氛圍評(píng)估等數(shù)據(jù)，為教師提供詳細(xì)的教學(xué)反饋和建議。AI系統(tǒng)還支持教學(xué)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析，確定科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)，確保評(píng)價(jià)準(zhǔn)確有效。教師可以根據(jù)AI技術(shù)提供的數(shù)據(jù)，持續(xù)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提高教學(xué)效果。

綜上所述，AI技術(shù)在分析教學(xué)評(píng)一致性方面為教師提供了有力的支持和指導(dǎo)。教師可以通過AI技術(shù)對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化處理，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，以提高教學(xué)效果和學(xué)生滿意度。

教學(xué)反思與展望

人工智能技術(shù)讓我們能以一種新的方式來看待課堂和教學(xué)，帶來了新的教育理念和教學(xué)評(píng)價(jià)方式。教學(xué)過程及情境的分析和優(yōu)化，得以在新技術(shù)的支持下進(jìn)行思考和論證，使得教育決策更具有科學(xué)性和合理性[2]。通過AI系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，教師能夠獲得更全面、客觀的課堂教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)生表現(xiàn)，從而更好地了解教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更精準(zhǔn)地調(diào)整教學(xué)策略和教學(xué)資源，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提高教學(xué)效果。

然而，AI評(píng)價(jià)系統(tǒng)也有一些局限性。它并不能完全取代教師的專業(yè)判斷和人文關(guān)懷。在教學(xué)過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)步不僅僅取決于知識(shí)掌握程度，還與情感因素、學(xué)習(xí)動(dòng)力等方面相關(guān)。因此，我們?nèi)孕枰Y(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，綜合考慮多方面因素，繼續(xù)提供個(gè)性化的指導(dǎo)和支持。

在教學(xué)實(shí)踐中，我認(rèn)識(shí)到AI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和局限性，并明確了它與教師的關(guān)系。我將繼續(xù)充分發(fā)揮AI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)保持獨(dú)立思考和專業(yè)判斷的能力，不斷提升教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生的全面成長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

顏慧. 人工智能視覺分析技術(shù)在課堂教學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用探析[J]. 電腦知識(shí)與技術(shù)，2023，19（4）： 29-32.

劉清堂，何皓怡，吳林靜，鄧偉，陳越，王洋，張妮. 基于人工智能的課堂教學(xué)行為分析方法及其應(yīng)用[J]. 中國(guó)電化教育，2019（9）： 13-21.

作者單位：北京市潤(rùn)豐學(xué)校

編? ?輯：徐靖程